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低(超低)碳贝氏体钢具有良好的性能而得到越来越多的关注。钢铁材料的室温组织性能与奥氏体的形态有密切关系。高温奥氏体的形态主要受合金元素、加热温度和高温变形的影响。为了研究超低碳马氏体钢中相变前奥氏体变形对相变多尺度结构的影响,主要利用EBSD(背散射电子衍射)技术研究了相变前不同压下量下模型合金Ni-30Fe的奥氏体晶粒形态和晶内界面的演化,变形使奥氏体晶粒扁平化,导致奥氏体晶界密度和晶粒内部的界面密度增加。同时研究了相变前不同压下量下0.06C-2.9Mn超低碳马氏体钢,奥氏体晶粒形态和相变后多尺度结构的变化。随着变形量的增加,使奥氏体逐渐得到硬化。奥氏体硬化细化了奥氏体晶内的block尺寸,提高了超低碳马氏体钢的强度。在Nb、Ti微合金化超低碳含Mn钢的成分设计基础上,通过控制轧制获得扁平奥氏体,随后控制冷却获得贝氏体组织,开发出新型的高韧性超低碳贝氏体钢。实验结果表明,在0.03C-3.4Mn微合金钢中使扁平奥氏体的厚度细化至4μm左右,超低碳贝氏体组织的屈服强度达到600MPa,抗拉强度达到780MPa,上平台冲击功约230J,实现了强度与韧性的良好配合。利用EBSD技术对试验钢相变产物的组织形貌进行了表征,并对强韧化机理、成分和工艺的优越性进行了初步的分析。在总压缩比为10的条件下对第三代高强高韧钢Q890进行了工业化试制。在TMCP工艺下获得扁平化的奥氏体,扁平化奥氏体的厚度尺寸大约为5μm,马氏体(贝氏体)相变后大角度界面密度的增加,使实验钢具有优异的强度与韧性的匹配。屈服强度达到900MPa以上,抗拉强度达到1040MPa,-40℃冲击吸收功在200J以上,韧脆转变温度下降到-80℃以下。突破了国内相同强度级别的微合金钢需要调质或者TMCP+回火的工艺,降低了生产成本。